充气气囊的阀门组件的制作方法

充气气囊的阀门组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型带有围墙或气囊结构的可膨胀主体或系统，以及至少一个热粘合于其上的阀门组件有关。特别是，本实用新型提供了一种充气气囊的阀门组件，所述充气气囊的阀门组件包括：一个具有内表面和外表面的主体部件基本弹性主体部件，以及一个从所述主体部件的内表面中延伸出来的普通的圆柱体突起物；以及一个纵向延伸的自密封开口，并且，该主体部件的大体径向区末端所述圆柱体突起物被热粘合到所述充气物体的表面，邻近所述充气物体内的开口。该阀门组件通常由热塑性橡胶或轮胎类似物制作而成，这将在充气时以及充气后，展现出显著增加的强度和耐久性，特别是在充气气囊的阀门组件和可膨胀主体之间的交界口及其周围，由于通过热密封增强了交界口的强度。
【专利说明】充气气囊的阀门组件

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及带有围墙或气囊结构以及至少一个阀门组件的可膨胀主体或系 统。尤其是，本实用新型提供一个阀门组件，其用于可膨胀主体，所述可膨胀主体通常由热 塑性橡胶材料及类似物做成的，当被充气时，充气期间将展现出显著增加的强度和耐久性， 特别是在空气阀门组件和可膨胀主体的围墙之间的交界口及其周围。

【背景技术】
[0002] 现有工艺针对于充气装置内使用柔性空气阀门的方法和装置，所述装置包括，例 如，体育用球，气球，玩具，健身球或设备，充气船，充气城堡或其他结构等。这种充气产品通 常由柔性聚合材料做成。由于历年来柔性聚合材料的强度提高了，充气产品的尺寸也增大 了。小直径的充气物体已经变成了大直径的充气结构或物体。
[0003] 空气进入可膨胀主体通常是采用手动的或电动的空气泵来完成的。空气泵所产生 的空气压力通过输气软管被输送到可膨胀主体中去。空气泵软管的直径通常比空气阀门开 口的直径尺寸更大，所述空气阀门是安装在可膨胀主体内的。为了将软管从空气泵连接到 充气空气阀门，通常使用针或其他适配器或减压器。这种针或其他适配器或减压器通常安 装在输气软管的末端，并用于所有可膨胀主体。针/适配器使一个来自空气泵的标准尺寸 的输气软管能够应力适合于空气阀，用于将空气填满充气装置。
[0004] 然而，空气泵在把空气输送到可膨胀主体方面的有效性是由空气阀门开口的内直 径尺寸控制的，所述空气阀门是安装在可膨胀主体内的。一般来说，充气空气阀的内直径尺 寸越大，充气泵在充气时的有效性就越高。不幸的是，在现有工艺中已知的空气阀的内直径 尺寸很小。尽管空气阀具有更大的直径和更大的横截面会导致充气空气泵的有效性增加， 然而充气空气阀门没有更大的直径和更大的横截面存在一些原因。
[0005] 各种典型的空气阀门和空气阀门组件被开发出来用于充气气囊，气球，体育用球， 或类似物，并且一般包括一个用可压缩材料制成的插头，和一条针通道，当针移出插头时， 所述针通道能够使针通过并向其本身扩张以完全闭合，并且确保在气囊内的压缩空气不会 通过空气阀门逸出。
[0006] 例如，一个在体育用球，比如足球或排球中使用的这样的空气阀门提供了良好的 空气的保存度和持久性。然而，这样的空气阀门最好能永久地密封在特定气囊中，并且由热 塑性聚氨酯弹性体做成，所述热塑性聚氨酯弹性体与在内核中使用的一样。空气阀门有一 个带有密封凸缘的圆柱形主体，一个空气通道颈和一个保留凸缘的管理单元。阀门主体的 中心区域有一个腔室，在腔室内放置了橡胶颗粒，用于从空气中密封气囊的内部，并且防止 用于给球充气的空气逸出。聚氨酯阀门是首选，因为它将永久地与内核壁粘合，以确保其能 充分保留而不会有漏气的问题。有相同的热塑性材料制成的内核和空气阀会产生最佳的粘 合效果。然而，用压缩材料制成的插头在使用后会坏掉。另外，空气阀门没有保护结构来从 充气针中吸收压力。
[0007] 另一个已知的用于充气气囊的空气阀门通过充气针以防止气囊意外被刺破。所述 空气阀门包括一个有内核的主体部件，所述内核在一端有一个颈，和一条充气针通道，所述 通道带有一个可以延伸的腔室。空气阀门还包括一个位于腔室内的空气密封插座，以及一 个位于主体部件第二端的保护阀帽。主体部件有一个环形的密封凸缘，从第一个末端放射 性地延伸，以及一个保留凸缘的管理单元，从颈部放射性地延伸，以便于在一个密封关系中 将气囊和外壳困于两个凸缘之间。保护阀帽至少有一个空气逸出开口，使压缩空气能从充 气针进入气囊。换句话说，空气阀门有一个保护阀帽，所述保护阀帽永久地位于气囊内或体 育用球内，并且由刚性或半刚性的塑料材料制成，以吸收来自充气针的压力。然而，保护阀 帽远离插座的针通道，并且当使用后阀帽坏掉时，不能被用于阻塞针通道。
[0008] 可膨胀主体的气囊或围墙通常是由橡胶，乳胶，尼龙，乙烯，氯丁橡胶，合成纤维， 合成橡胶，天然橡胶等制成。其他用于可膨胀主体的柔性材料包括热塑性弹性体（TPE)， 其他被称为热塑性橡胶（TPR)，这是一类共聚物或聚合物的物理混合物（通常是塑料和橡 胶），组成的物质具有热塑性和弹性的特性。虽然大多数弹性体是热固性塑料，但是相反在 生产中相对容易使用热塑性塑料，例如，通过注射成型法。热塑性弹性体展现了橡胶材料和 塑料材料两者的典型优势。热固性弹性体和热塑性弹性体之间的主要区别是在其结构中的 交联键的类型。事实上，交联键是一个重要的结构元素，有助于提高弹性的特性。热固性聚 合物中的交联键是过程中的硫化所创造的共价键。另一方面，热塑性弹性体聚合物中的交 联是一个较弱极偶或氢键或发生物质的一个相位。
[0009] 存在六种商业TPEs/TPRs的泛类型：苯乙烯嵌段共聚物；聚烯烃共混物；弹性体 合金（ΤΡΕ-ν或TPV);热塑性聚氨酯；热塑性聚酯和热塑性聚酰胺。来自嵌段共聚物组 的 TPE/TPR 产品样本是 Arnitel (DSM)，Engage (陶氏化学），Hytrel (杜邦），Dryflex 和 Mediprene (ELASTO)，科腾（壳牌化工部），和Dynalloy (普立万公司）。为了成为合格的热 塑性弹性体，物质必须具有以下三个主要的特征：（i)论证被拉伸到中等长度的能力，以及 当压力去除后，恢复到本来的形状的能力；（ii)在升高的温度中可以作为熔体进行处理； (iii)表现出不存在显著蠕变。TPE/TPR物质的一些特性总体包括：重量轻；可着色性；撕 裂强度高；耐磨性；优良的尺寸稳定性；低温柔性；优良的耐候性能；硫化橡胶的性能；可 重复使用和回收利用的；非游走性；优良的电气性能。
[0010] 有利的是，TPE/TPR物质有可回收的潜力，因为它们可以像塑料一样被成型，被挤 压和被重复利用，但是它们具有橡胶的典型的弹性特性，这不是可回收的，因为他们的热固 性的特性。TPE/TPR物质还要求很少的混合或不混合，没有必要添加增强剂，稳定剂或修复 系统。因此，称重和计量元素方面的批量差异不存在，导致了原材料和制品二者的一致性都 提高了。大多数类型的颜料能够轻易地给TPEs/TPRs上色。此外，TPEs/TPRs消耗更少的 能源，在制作过程中对产品质量产生更紧密的且更经济的控制。
[0011] 另一方面，相对于传统的橡胶或塑料，TPEs/TPRs要求相对更加昂贵的原材料，一 般无法装载低成本材料，例如炭黑（因此避免将TPEs用于汽车轮胎），具有低抗化学性和低 抗热性，并且具有很高的压缩永久变形和低热稳定性。另外，TPEs/TPRs可以在升高的温度 下变软或融化，由此失去了他们的橡胶特性。
[0012] TPEs/TPRs的两个最重要的生产方法是挤压和注射成型。如果有过的话，很少使用 压缩成型。通过注射成型的制造十分快速且高度经济。通常用于传统热塑材料的挤压或注 射成型的设备和方法一般适用于TPEs/TPRs。TPEs/TPRs也能够通过吹塑法，热成型和热焊 接进行处理。
[0013] 对于传统弹性体不能提供的产品所需的物理特性的范围，可以使用TPEs/TPRs。这 些物质在汽车行业和家电行业中的大量应用。因此，共聚酯的TPE/TPR被用于雪橇轨道，所 述雪橇轨道的刚度和耐磨性是一个溢价。他们还广泛用于导管，尼龙嵌段共聚物为患者提 供了一系列柔软的理想。热塑性硅和烯烃的混合物被用于玻璃运行和动态挡风雨条汽车型 材的挤压。苯乙烯嵌段共聚物被用于鞋底，是因为它的易加工性，并广泛用作胶粘剂。TPEs/ TPRs通常被用于制造汽车性能的应用的悬挂衬套，是因为与普通橡胶衬套相比，它具有更 强的抗变形性。TPEs/TPRs也可用于身体植入的产品，也发现越来越多地被用作电缆护套/ 内绝缘。
[0014] TPEs/TPRs的其他应用包括制鞋业（例如，在鞋底，皮鞋鞋底，安全鞋鞋底与工业 鞋鞋底，滑雪靴鞋底，儿童鞋鞋底及相关装饰配件的产业，unisole.改性沥青，改性SMC(片 状模塑料）的改性剂，以及其它热固性和热塑性复合材料），汽车，体育和休闲产业（例如， 剖面，垫片，唇形密封圈，油管，小管，共挤汽车垫，0形环，轴套，波纹管，地板垫，防护罩，汽 车的手柄，食品和医疗，圆珠笔竿，牙刷手柄，雨伞手柄，乳管，一次性医疗产品，饮料），和电 气和电子行业（例如，焊接电缆，护套，软线，原电路，阻燃控制电缆的制造）。
[0015] Synoprene聚合物私人有限公司，是一个TPE/TPR材料的制造商，提供优质的热塑 性橡胶，这是苯乙烯家族的一个部分，所述苯乙烯表现出了类似橡胶的特性，具有苯乙烯基 段以达到良好的强度。除了传统的硫化橡胶，它在加工和最终使用方面，对于橡胶和软塑料 的应用替换传递出了卓越的性能。我们的复合能力使得作为均匀成分的TPR达到良好的质 量和加工性能。Synoprcnc?' TPR的基础是苯乙烯硬段，以及由橡胶丁二烯中心和在两端的 结晶苯乙烯组成的缓变相。它可以与许多其他弹性体，以及添加剂，改性剂和其它树脂很好 地结合。所有这些结合可以根据具体和一般用途的需要，被控制为不同的特性，所述特性例 如粘性刚度，软化温度和粘结强度。它被广泛接受是由于成本效益和价值工程的概念的各 种安排。
[0016] 本实用新型认识到对改良过的空气阀门组件的需要，所述空气阀门组件具有高耐 久性的可膨胀主体，所述可膨胀主体一般由TPE/TPR材料以及在充气时和充气后将表现出 显著增加的强度和耐久性的类似材料制成，特别是在空气阀门组件和可膨胀主体围墙之间 的交界口及其周围。本实用新型已经缓和了和/或避免了传统空气阀门的上述缺点。 实用新型内容
[0017] 本实用新型的主要目的是提供一种改良过的空气阀门组件，所述空气阀门组件具 有高耐久性的可膨胀主体，所述可膨胀主体一般由TPE/TPR材料以及在充气时和充气后将 表现出显著增加的强度和耐久性的类似材料制成，特别是在空气阀门组件和可膨胀主体围 墙之间的交界口及其周围。
[0018] 根据实用新型的一个方面，提供了用于连接到充气热塑性橡胶气囊或围墙结构的 空气阀门组件，空气阀门组件包括一个阀门部件，所述阀门部件具有径向延伸的凸缘。阀门 部件包括一个在其内形成的钻孔和一个槽阀，所述槽阀从其延伸，带有与一个阀门部件的 孔相连通的中央开口。槽阀的开口有一个内径以便于空气不会通过其反方向流动。阀门部 件还包括一个整体连接的0形环，所述0形环在阀门部件的钻孔周围，0形环在充气气囊或 围墙的充气期间或在充气后，提供额外的强度和耐久性。阀门部件包括一个外围密封的凸 缘径向延伸以连接以附着于气囊或围墙。
[0019] 本实用新型的以上及其它方面，特点和优势，将从下面的描述结合附图的阅读变 得明显，其中相同的参考数字指明相同的元件。

【专利附图】

【附图说明】
[0020] 通过对优选的实施例的参考，所述实施例被规定在附图的说明中，可以获得对本 实用新型进一步的了解。尽管被说明的优选的实施例仅仅是用于实施本实用新型的示范性 方法，结构和成分，但是在一般情况下，本实用新型的组织和方法，及其进一步的目标和优 势，可通过对图片和下面的描述的参照而更容易理解。图片并不旨在限制本实用新型的范 围，而只是为了澄清和说明本实用新型，所述范围与特殊性作为附加或后续修订被规定在 权利要求中。
[0021] 为了对本实用新型有一个更完整的理解，现在做出对以下各种图片的参考，其 中：
[0022] 按照实用新型的第一个实施例，图1展示了一个替代性空气阀们组件的顶部透视 视图，所述空气阀门组件结合了一个充气气囊；
[0023] 图2展示了在图1中展示的充气气囊的一部分的部分顶剖透视平面视图，根据实 用新型的第一个实施例，展示了空气组件的槽阀；
[0024] 图3展示了本实用新型的阀门组件从图2的3-3线截取的横截面视图，根据实用 新型的第一个实施例，说明空气阀门组件的内部细节，以及进一步说明泵针的插入，所述泵 针用于充气气囊的充气；
[0025] 图4展示了在图1中展示的充气气囊的一部分的部分顶剖透视平面视图，根据实 用新型的第一个实施例展示了空气组件的槽阀，进一步说明了泵针的插入以及空气经空气 阀门组件的槽阀进入到充气气囊的流动过程；
[0026] 图5展示了本实用新型的阀门组件从图4的5-5线截取的横截面视图，根据实用 新型的第一个实施例和被插入空气阀门组件的泵针，所述泵针用于给充气气囊充气，图5 说明了空气阀门组件的内部细节；
[0027] 按照实用新型的第二个实施例，图6展示了另一个替代性空气阀们组件的顶部透 视视图，所述空气阀门组件结合了一个充气气囊；
[0028] 按照实用新型的第二个实施例，图7展示了一个空气阀门组件和充气气囊的部分 爆炸后顶部透视视图；
[0029] 图8展示了在图6-7中展示的充气气囊的一部分的部分顶剖透视平面视图，根据 实用新型展示了空气阀门组件的开口，进一步说明了泵针或充气机插入空气阀门组件的方 向；
[0030] 图9展示了本实用新型的阀门组件从图8的9-9线截取的横截面视图，根据实用 新型的第二个实施例，说明了空气阀门组件的内部细节；
[0031] 图9A展示了本实用新型的阀门组件从图8的9-9线截取的横截面视图，根据实用 新型的第二个实施例，说明了空气阀门组件的内部细节；
[0032] 图9B展示了本实用新型的阀门组件从图8的9-9线截取的横截面视图，根据实用 新型的第二个实施例，说明了另一个替代性空气阀门组件的内部细节，并且将认识到，替代 性阀组件的形状和结构可以在不背离实用新型的范围和精神的情况下而存在；
[0033] 图IOA展示了图9-9A中的阀门组件的部分横截面视图，根据实用新型的第二个实 施例，说明了空气阀门组件的阀门，进一步说明了泵针或充气机的插入，以及空气从充气 机进入阀门组件的内部区域并进入到充气气囊的流动过程的开端；
[0034] 图IOB展示了图9-9A中的阀门组件的部分横截面视图，根据实用新型的第二个实 施例，说明了空气阀门组件的阀门，进一步说明了空气从充气机进入阀门组件的内部区域 并通过第二个阀门开口进入充气气囊的流动过程；
[0035] 图IOC展示了图9-9A中的阀门组件的部分横截面视图，根据实用新型的第二个实 施例，说明了空气阀门组件的阀门，进一步说明在充气气囊充气后，一旦泵针或充气机被移 除，阀门开口的表现；
[0036] 图IlA展示了根据本实用新型的一个实施例，采用热密封技术，确保阀门组件进 入充气气囊或主体的方法的第一步，特别是展现了阀门部件的凸缘区域，所述阀门部件被 包裹于圆柱形加热棒的一端；以及
[0037] 图IlB展示了根据本实用新型的一个实施例，采用热密封技术，确保阀门组件进 入充气气囊或主体的方法的第二步，特别是展现了阀门部件被插入可膨胀主体中的粘合开 口，所述可膨胀主体在热封时由被一个紧紧固定可膨胀主体围墙的密封圈保护，紧靠着阀 门部件的凸缘区域。

【具体实施方式】
[0038] 根据要求，在此处公开本实用新型的详细的描述性的实施例。然而，根据本实用新 型的技术，系统，组成和运行结构，可以在各种各样的大小，形状，形式和模式中体现，其中 一些可能与公开的实施例中的那些完全不同。因此，此处公开的具体结构的和功能的细节 仅仅是代表性的，但在这方面，他们被视为是为了公开的目的所提供的最好的实施例，并且 为定义本实用新型的范围的权利要求提供了基础。
[0039] 现在将详细参考在附图中说明实用新型的几个实施例。在可能的情况下，相同或 相似的参考数字在图片和描述中被用来指向相同的或类似的部分或步骤。图片是简化的形 式并且是不精确的测量。仅为方便和清晰的目的，定向术语，如顶部，底部，上，下，超过，以 上，以下等，或运动术语，如向前，向后，斜向，横向等可以被用于图片。这些以及类似的定向 术语不应该以任何方式被解释为限制本实用新型的范围。
[0040] 首先针对图1-2,分别展示的是一个空气阀门组件14的顶部透视视图，所述空气 阀门组件结合了一个具有内表面24的充气气囊10,以及在图1中展示的充气气囊10或卷 的一部分的部分顶剖透视平面视图，根据实用新型的优选实施例，展示了空气组件14的槽 阀20。正如将在下面更细节地描述，本实用新型提供了一种用于可膨胀主体10的阀门组 件14,所述可膨胀主体10通常由热塑性橡胶材料和类似材料制成，所述类似材料在充气 时和被充气时将表现出显著增加的强度和耐久性，尤其是在空气组件14和可膨胀主体10 的围墙16之间的交界面及其周围。根据本实用新型，空气阀门组件14包括一个阀体或空 气阀门部件18,所述空气阀门18包括从其径向延长的周边密封的凸缘12,例如上端，用于 连接到在可膨胀主体10的气囊或围墙16的内部或外部部分。
[0041] 可膨胀主体10的围墙或气囊16可由热塑性聚氨酯弹性体（TPE)材料或热塑性橡 胶（TPR)材料制成，例如聚酯型或聚醚型聚氨醋，聚乙稀，聚酯和聚醚等，这有助于获得所 期望的属性，如空气潴留，耐磨，根据本实用新型，科腾是这样一种使用的首选材料，作为可 膨胀主体的气囊或围墙16。其他高膨胀材料可以在不背离本实用新型的范围和精神的情况 下被使用。这些材料可以与着色剂或填充剂混合以调整颜色（例如，制作一个大人物形象 (海绵鲍勃? )或颜色像'超人'斗篷）也不背离本实用新型的范围和精神。
[0042] 如图3-5,展示的是实用新型的阀门组件18,根据实用新型的优选的实施例，说明 了空气阀门组件的内部细节，并进一步说明了泵针26的插入，所述泵针用于充气气囊或围 墙16的充气。如图所示，空气阀门部件18包括一个在其内形成的中心钻孔34。阀门部件 18还包括一个从那延伸的槽阀20,带有一个与阀门部件18的钻孔34相连通的中央的开口 22。槽阀20的开口 22有一个内径以便于空气不可能以相反的方向通过其中（S卩，当空气 没有被强迫通过它进入可膨胀主体10时，通过内部空气压力有效地关闭槽阀开口 20 (通过 把槽阀的相反的两边推到一起，看图2中的箭头P-P)。阀门部件18还包括一个整体连接的 (或共连接）O形环，所述O形环位于阀门部件18的钻孔34的周围。O形环32在充气气囊 或围墙16的充气期间或充气后，为阀门部件18提供了额外的强度和耐久性。最好的是，这 样的改进是关于阀门/围墙交界面的压强和/或耐久性的1000-8000次的顺序。这导致在 阀门点（其本身不能扩大）的实质性地体积膨胀压力，合适的的材料的选择对于适宜的功 能来说是必要的。
[0043] 优选的是，所述阀门组件18和O形环32以及围墙或气囊16都是相同的TPR材料， 但是O形环32的密度高于阀门组件18的材料密度。提供了这样的整体粘合或共粘合，在 阀门组件18内的更高密度的O形环32将对阀门/围墙交界面提供额外的强度和耐久性。 因此，重要的特征包括：更高密度的O形环32,0形环32与阀门组件18的共粘合，以及O形 环32和围墙16使用相同的材料。另外，优选的是，直角尖端被用于阀门或泵联轴器26上， 以帮助确保在填充过程中一致的气流。另外，阀门或泵联轴器26的填充颈上的突起28"弹 出"在阀组件18内的O形环32,如图5所示，以安全地将阀门或泵联轴器26放置进阀门组 件18,用于可膨胀主体10的充气，所述O形环32过去是插入模塑的。可以从图4中看出， 在充气期间，槽阀20的中央开口 22扩展到允许更大的空气流进入内部围墙或可膨胀主体 10的气囊16。一旦充气停止，内部空气压力足够大到能使槽阀20的中央开口 22关闭，以 致于空气不能从可膨胀主体10中逸出。
[0044] 在操作中，阀门或泵联轴器26通过阀门部件14的中心钻孔34是可结合的，用于 为气囊16充气。在气囊16被充气后，并且当阀门或泵联轴器16从中心钻孔34背离时， 在气囊16内的压缩空气可以强制关闭槽阀20的中央开口 22,并因此阻止任何空气从气囊 16的内部到外部的通过。因此，根据本实用新型，空气阀门组件18包括一种结构，或槽阀 20,设定了如果不完全，一旦针或泵阀26从空气阀门组件中被移除，空气通道将基本上被 封锁，并确保在气囊或围墙16内的压缩空气无法通过空气阀门组件18逸出。换句话说，槽 阀20起到一个单向阀的作用。优选地，阀门组件18采用注射成型法制成，尽管可以使用其 它已知的技术。
[0045] 参考下一张图6-9A，根据本实用新型的第二个实施例，展示的是一个替代性空气 阀门组件60的顶部透视视图，所述空气阀门组件60带有充气气囊部件。从图6可知，根据 实用新型的优选实施例，阀门60用于充气气囊或卷50。在这个实施例中，阀门60更好地具 有一个大体上呈圆形的结构，用于插入相应的圆形开口 51，所述圆形开口 51位于充气气囊 或卷50中。正如此处所讨论的，阀门60最好是在开口 51中被热封，所述开口 51位于卷或 充气气囊50中。阀门60最好与大体上平坦的外表面和位于中心区域的阀门入口孔67配 置在一起，用于接收充气机70的一端。在阀门60的内部最好有一个大体上呈圆柱形的阀 门部件63,所述阀门部件从那突出。可选择的是，阀门60还包括一个边缘或轮缘62,所述 边缘或轮缘62与阀门部件63分隔开来并环绕着阀门部件63。边缘或轮缘或环部件62在 卷50的充气期间和/充气后，可以为阀门60和卷50之间的交界面提供额外的支持。
[0046] 在图9中更清楚地看到，当放置在卷50的开口 51中，将阀门60热密封于卷50,在 两者间提供了一个可扩展的气密密封。当可膨胀主体50被充气时，压力P作为一个强制力 使阀门入口孔67以封闭的，密封的方式通过开口 64,以致于没有或极少的空气能够逸出可 膨胀主体50。在一个实施例中，如图9-9A和10A-10C所示，在充气期间，充气机70的针或 头部伸入阀门部件63,直到到达内部阀门卷65。当空气从充气机70中被输送出来，为了能 同时打开在阀门部件63底端的开口 64,内部阀门卷扩张。阀门部件63的侧壁向外扩张，以 使开口 64扩张并允许空气进入可膨胀主体50的卷。阀门部件63的侧壁向外突出，以使看 口 64延伸并允许空气进入可膨胀主体50内。在阀门60的第一个实施例中，如图9所示， 阀门部件63的半径范围为4-6毫米（mm)，以及从阀门内的局部封闭66到阀门的内部开口 64的长度也在4-6mm的范围内。在阀门60的第二个实施例中，如图9A所示，阀门部件63 可以再有一个范围为4-6mm的半径，以及从阀门内的局部封闭66到阀门的内部开口 64的 长度也在4-6mm的范围内，但是从阀门的入口孔67到阀门内部的局部密封66有一个被扩 张的长度。由于空气被更艰难更有力地输送，开口 64同样地扩大，以允许更大量的空气的 通过，如图IOB所示。一旦卷50被所需量的空气充满，充气机70的针或头部则从阀门60的 阀门入口孔67中被移除。一旦被移除，来自卷50内部的气压P在阀门部件63的侧壁上发 生作用，以刺激从入口孔67到内部卷65的通道关闭，也采用气密密封关闭开口 64。更好的 是，阀门60被如此配置以致于开口在充气后保持气密密封，所述开口为从阀门入口孔67通 过阀门内部局部密封66进入内部阀门卷65，并通过开口 64进入卷50的内部区域的开口。
[0047] 在阀门60的可替代性实施例中，如图9B所示，阀门部件63A可以被如此配置以使 得阀门入口孔67A具有比现有实施例大体上更宽的直径。这样一个更宽的入口孔67A允许 使用有一个更宽的头部或针（例如，直径范围为〇. 5-0. 75英寸）的充气机70A，以使更大量 的空气进入可膨胀主体50。正如上面所讨论的实施例，在充气期间，充气机70A的针或头 部伸入阀门组件63A，直到到达入口孔67A的底端。当空气从充气机70A中被输送出来时， 为了打开阀门部件在阀门部件63A底端的开口 64A，阀门部件63A扩张。阀门部件63A的 侧壁向外突出，以使开口 64A扩张并允许空气从充气机70A进入可膨胀主体50的卷。在阀 门60A的实施例中，如图9B所示，阀门部件63A的半径范围为4-6mm，并且由于阀门进入孔 67A的尺寸，侧壁的宽度范围为2-3mm。从阀门入口孔67A的底端到阀门的内部开口 64A的 长度也更好地在4-6_的范围内。像以前的实施例，由于空气被更艰难更有力地输送，开口 64A同样地扩大，以允许通过更大量的空气。一旦卷50被所需量的空气充满，充气机70的 针或头部则从阀门60A的阀门入口孔67A中被移除。一旦被移除，来自卷50内部的气压P 又一次在阀门部件63的侧壁上发生作用，采用气密密封，关闭从入口孔67A到开口 64A的 通道。更好的是，阀门60A被如此配置是以致于开口在充气后保持气密密封，所述开口为从 阀门入口孔67A通过开口 64A进入卷50的内部区域的开口。
[0048] 最后参考图11A-11B，展示的是根据本实用新型的优选实施例，采用热密封技术， 将阀门组件60固定于充气气囊的方法的步骤。特别是，如图IlA所示，阀门部件63的凸缘 区域61被围绕在圆柱形加热棒80的一端。可选择的是，加热棒80的直径与圆环部件62 的直径大体上相似，以在热封过程中帮助支撑阀门60。由于凸缘61围绕在加热棒80的末 端，组合阀门60和加热棒80被插入到可膨胀主体50的连接开口 51，如图IIB所示。阀门 部件60被固定于密封圈90,以在阀门60的凸缘区域61中牢牢支撑住可膨胀主体50的开 口 51的围墙，所述阀门部件位于密封圈90和加热棒80之间。在热封期间，凸缘61被热 封与开口 50的围墙区域。因为阀门部件60最好是由与可膨胀主体50相同的材料制成，相 比于用不同材料制成的阀门组件，热密封使两者之间的区域产生出显著更高的强度。被理 解的是，这里所讨论的被提出的方法，将阀门组件固定于充气气囊，可以与图1-5中的替代 性实施例相似地被使用，而不背离本实用新型的范围和精神。
[0049] 由于各种塑料材料可用于本实用新型，如此处所讨论的，发现了用于阀门60 和可膨胀主体50的更好的材料包括塑料，例如Mediprene TM500000M(由瑞典海克斯弹 塑部门生产），Dryflex?500040(由中国东莞市瑞奇工程塑料有限公司提供），以及 Versaflex?CL2003X(由俄亥俄州埃万湖普立万美国制造），用于保持阀门60和可膨胀主 体50的粘合开口 51之间的密封的完整性时服从于最大的延展性。试验表明，拥有完全的 弹性（意思是最大的弹性，保持弹性，在所有方向上的持久的弹性，在热粘合后仍有弹性）， Mediprene?500000M是在保持热密封的同时提供最大弹性的材料。然而Dryflex?500040 和Versaf Ie?CL2003X材料能够有显著的弹性和延展性，每个都不是完全弹性并且比 MedipreneTM500000M更有限。它也指出，在一个优选实施例中，充气气囊是由上述提到的更 好的材料组成的，特别是Mediprene?500000M。值得注意的是，这些更好的材料的进一步具 体材料细节可在互联网上获得，并通过由制造商提供的每一项的材料数据安全表和技术数 据表，因此，这种材料可用于工艺中的一种技术，并且在此处通过参考被完全包括在内。
[0050] 根据本实用新型，各种粘合技术可以用来将空气阀门组件60固定于气囊或可膨 胀主体50的开口 51的围墙上。这些粘合技术的例子，其中的每个将要在下面被讨论，包括 热粘合，附着粘合，和粘合元件的使用。被用来将阀门固定于气囊的特定的粘合技术至少部 分地取决于一些因素，所述因素包括形成每个阀门和气囊的材料。更特别的是，被用来将阀 门固定于气囊的粘合技术可以在材料的基础上被选择，所述材料是形成凸缘和气囊的外表 面的材料。
[0051] 参考图1-5,热粘合是如何将阀门18固定于气囊或围墙16的一个例子。在这种配 置中，凸缘12与气囊16的内表面或外表面相平行并与之接触。当凸缘12中的一个或两个， 以及气囊16的内/外表面采用相同的热塑性聚合物（TPR)材料时，可以使用热粘合。尽管 当凸缘12中的一个以及气囊16的内/外表面包括一种热塑性聚合物材料时，阀门18和气 囊16之间的粘合的强度足够的强，但是当凸缘12中的两个以及气囊16的内/外表面由兼 容性（即，容易被热粘合）的热塑性聚合物材料制成时，粘合可以表现出更高的强度。
[0052] 正如此处被利用的，术语"热粘合"或其变体被定义为一种在两种元件之间固定技 术，所述元件涉及热塑性聚合物材料的软化或恪化中的至少一种元件，如此以致于当冷却 时，元件的材料相互固定。正如例子，热粘合可能涉及到（i)组成热塑性聚合物材料的两种 元件的熔化或软化，以致于热塑性聚合物材料以完整的和整体的方式相互混合（例如，在 热塑性聚合物材料之间的边界层扩散）并且在冷却时被固定在一起；（ii)组成热塑性聚合 物材料的第一元件的熔化或软化，以致于热塑性聚合物材料延伸到或渗透到第二元件，当 冷却时将元件固定在一起；以及（iii)组成热塑性聚合物材料的第一元件的恪化或软化， 以致于热塑性聚合物材料延伸到或渗透到腔体或在第二元件中形成的腔体，以在冷却时将 元件固定在一起并合为一体。因此，热粘合可能发生，当（i)凸缘12的两个和气囊或围墙16 的内/外表面包括热塑性聚合物材料；或（ii)只有凸缘12中的一个和气囊或围墙16的内 /外表面包括热塑性聚合物材料。例如，尽管可以利用传导的方式实施热粘合，在所述方式 中，加热元件，但是，热粘合也包括射频能量的使用（即，射频粘合）和高频率的声音（即， 超声粘合）。此外，热粘合一般不涉及粘合剂的使用，但包括用热直接将元件彼此粘合。然 而，在某些情况下，粘合剂可用于补充热粘合，所述热粘合连接了凸缘12和气囊或围墙16。
[0053] 粘合剂粘合是阀门组件18如何被固定于气囊16的另一个例子。在这种配置中， 凸缘12与气囊或围墙16的内/外表面相平行，并且在两者之间使用粘合剂来连接气囊或 围墙16的内/外表面（没有展示）。尽管在通过粘合剂粘合连接时，凸缘12可能与气囊 16内/外表面接触，但是粘合剂薄薄的一层也能将凸缘12从气囊16内/外表面分离开来。 在一般情况下，可以使用粘合剂粘合，而不管形成凸缘12和气囊16的内/外表面的材料。 但是，粘合剂的化学成分应当根据形成凸缘12和气囊16的内/外表面的材料来选择。换 句话说，粘合剂应当被选择出来能够使凸缘12和气囊16的内/外表面二者相粘合。
[0054] 如何将阀门固定于气囊还有另一个例子，使用带有连接层形式的粘合元件。在这 种配置中，凸缘21与气囊或围墙16的内/外表面相平行，并且由于连接层与气囊16的内 /外表面分离（没有展示）。换句话说，连接层位于凸缘12与气囊16中间。尽管连接层的 结构可能发生显著的变化，但是连接层最好具有一个圆形的和/或环形的配置。此外，连接 层的直径最好大于凸缘12的直径。在这种配置下，连接层的外沿向外延伸并超过了凸缘12 的外沿。另外，例如，当凸缘12由硫化橡胶制成，气囊16的内/外表面由另一种聚合物材 料制成时，可以使用连接层。连接层可以通过粘合剂粘合与凸缘12联结，并通过热粘合与 气囊16联接。因此，连接层可以通过不同的粘合技术与每一个阀门18和气囊16相连接。 采用连接层的一个优势是，可以用它来粘合在凸缘12和气囊16的内/外表面中不同的材 料。例如，凸缘12和气囊16的内/外表面可以由材料制成，所述材料通过热粘合和粘合剂 粘合都不易被粘合。然而，可以如此选择连接层的材料，以致于（i )粘合剂粘合联结连 接层和气囊16 ;( ii )热粘合联结连接层和气囊16。因此，可以选择连接层的材料，用以有 效地联结阀门18和气囊16。
[0055] 当选择气囊或围墙16的材料时，应当考虑许多因素。例如，应当考虑材料的工程 性能（例如，拉伸强度，拉伸特性，疲劳特性，动态模量，和损耗角正切）。应当考虑到材料被 塑造成气囊元件的能力，以及在气囊或围墙16的制作期间材料与形缝联结的能力。还应当 考虑通过以上讨论的任何粘合技术，材料与阀门18联结的能力。另外，应当考虑材料防止 流体传输（例如，扩散，渗透）的能力，所述流体包含在气囊或围墙16中。
[0056] 用于气囊或围墙16的合适的材料包括各种热固性和热塑性聚合物材料。热塑性 聚合物材料的优势是他们可以被模制（例如，热成形），赋予每个气囊元件以形状。此外，热 塑性聚合物材料可以相互热粘合，形成接缝。气囊或围墙16可以采用的聚合物的材料的例 子包括以下：聚氨酯，聚氨酯，聚酯，聚酯型聚氨酯，聚醚，聚氨酯，乳胶，聚己内酯，聚丙烯， 聚碳酸酯的大分子二醇，和它们的混合物。上述的任何一种材料都能支持气囊或围墙16。
[0057] 在权利要求中，方法或步骤加功能条款旨在涵盖结构，在此处描述或建议的结构 用于执行例举的功能，并且不仅是结构的等值而且是等值的结构。因此，例如，尽管钉子，螺 丝，和螺栓不是结构上的等值，因为钉子依赖于木制部分和圆柱形表面之间的摩擦力，螺丝 的螺旋曲面从正面进入木制部分，而螺栓头和螺母压紧木质部分的另一侧，在加固木质部 分的环境中，通过在工艺中的那些技能，很容易把钉子，螺丝，和螺栓理解为等值的结构。
[0058] 通过对附图的参考，描写了本实用新型的至少一个优选的实施例，可以理解的是， 这样的实施例仅仅是示例性的并且实用新型并不限于那些精确的实施例，通过工艺中的一 个转变将导致不同的改变，修正和改编，所述转变不背离在附加权利要求中界定的实用新 型的范围和精神。因此，在随后的权利要求中应当单独界定实用新型的范围。另外，在这样 的细节中做出大量的改变将对于工艺中的那些技术来说变得明显，所述细节不背离实用新 型的精神和原则。应当理解的是，本实用新型能够以其他形式被具体化，所述形式不背离其 本质的特征。
【权利要求】
1. 一个可膨胀主体的充气气囊的阀口组件，所述充气气囊的阀口组件包括；一个具有 内表面和外表面的主体部件基本弹性主体部件，W及一个从所述主体部件的内表面中延伸 出来的普通的圆柱体突起物； 其特征在于，外表面十分光滑， 其中，所述突起物在大体上被放置在靠近所述主体部件的中屯、区域的一中屯、区域，W 及一个纵向延伸的自密封开口，在使用期间，当空气通过位于所述突起物内的外部充气装 置充气时，从所述外表面进入到所述内表面，并且 其中，该主体部件的大体径向区末端所述圆柱体突起物被热粘合到所述充气物体的表 面，邻近所述充气物体内的开口。
2. 根据权利要求1所述的充气气囊的阀口组件，其特征在于： 所述主体部件，所述充气物体，W及所述主体部件和所述充气物体中至少一个是由一 种物质做成的，所述物质选自热塑性弹性体（TPE)，热塑性橡胶（TPR)，聚醋型聚氨醋，聚離 型聚氨醋，聚己締，聚醋，聚離，橡胶，乳胶，巧龙，己締，氯了橡胶，合成纤维，合成橡胶，天然 橡胶所组成的集合。
3. 根据权利要求1所述的充气气囊的阀口组件，其特征在于，所述主体部件实质上是 由与所述可膨胀主体相似的材料做成的。
4. 根据权利要求1所述的充气气囊的阀口组件，其特征在于，所述主体部件的凸缘区 域采用一种粘合技术被附着在所述可膨胀主体上，所述粘合技术选自粘合剂粘合，热粘合， 元件或拉杆粘合，共粘合所组成的集合。
5. 根据权利要求1所述的充气气囊的阀口组件，其特征在于，所述主体部件采用注射 模塑法制作。
6. 根据权利要求1所述的充气气囊的阀口组件，其特征在于，所述主体部件具有一个 普通的圆环形部件，所述的圆筒状的环形部件从内部表面延伸出来，在与圆柱体突起物的 固定距离与其连接。
7. 根据权利要求6所述的充气气囊的阀口组件，其特征在于，所述主体部件的区域从 所述圆筒状的环形部件放射状地向外延伸，所述主体部件的区域热粘合于该充气物体表 面。
8. 充气物体的充气气囊的阀口组件，所述充气气囊的阀口组件包括： 一个具有内表面和外表面的主体部件基本弹性主体部件，并且 一个从所述主体部件的内表面中延伸出来的普通的圆柱体突起物； 其特征在于，所述外表面十分平坦， 其中，所述突起物在大体上被放置在靠近所述主体部件的中屯、区域的中屯、区域，W及 一个纵向延伸的自密封开口，当充气时，通过位于所述突起物内的充气装置，空气从其中通 过，并且 其中，所述主体部件的所述内表面的放射状外部区域热粘合于充气物体表面，所述充 气物体的表面邻近所述充气物体中的开口。
9. 根据权利要求8所述的充气气囊的阀口组件，其特征在于所述主体部件实质上由与 所述充气物体相似的材料形成。
10. 根据权利要求8所述的充气气囊的阀口组件，所述主体部件的凸缘区域采用一种 粘合技术被附加在所述可膨胀主体上，所述粘合技术选自粘合剂粘合，热粘合，元件或拉杆 粘合，共粘合所组成的集合。
11. 根据权利要求8所述的充气气囊的阀口组件，其特征在于，所述主体部件采用注射 模塑法制作。
12. 根据权利要求8所述的充气气囊的阀口组件，所述物体结构有一个普通的圆筒状 的环形部件，所述部件从内表面延伸至其能够在与所述突起物固定的距离包围突起物。
13. 根据权利要求12所述的充气气囊的阀口组件，其特征在于所述主体部件的区域 从所述圆筒状的环形部件放射状地向外延伸，所述主体部件的区域热粘合于该充气物体表 面。
14. 一个充气物体的充气气囊的阀口组件，所述充气气囊的阀口组件包括： 一个用于附着在所述充气物体上的阀口组件， 所述阀口组件包括一个普通的圆柱形的部件，所述圆柱形部件具有一个在其中形成的 钻孔，用于接收一个禪合的空气充气阀并且用于将空气提供进所述充气物体，W及一个槽 阀，所述槽阀W流体形式从中延伸出来，与所述钻孔相联接； 一个0形环，完整地粘合在所述阀口组件的所述圆柱体组件内，W至于所述0形环能够 包围所述钻孔的一部分； 所述0形环的弹性系数低于所述充气部件的弹性系数；W及 一个四周密封的凸缘，从所述凸缘放射性地延伸出来用于附着于所述充气物体。
15. 根据权利要求14所述的充气气囊的阀口组件，其特征在于，所述阀口部件是由一 种物质做成的，所述物质选自热塑性弹性体（TPE)，热塑性橡胶（TPR)，聚醋型聚氨醋，聚離 型聚氨醋，聚己締，聚醋，聚離，橡胶，乳胶，巧龙，己締，氯了橡胶，合成纤维，合成橡胶，天然 橡胶所组成的集合。
16. 根据权利要求14所述的充气气囊的阀口组件，其特征在于，所述0形环是由一种物 质做成的，所述物质选自热塑性弹性体仰E)，热塑性橡胶仰时，聚醋型聚氨醋，聚離型 聚氨醋，聚己締，聚醋，聚離，橡胶，乳胶，巧龙，己締，氯了橡胶，合成纤维，合成橡胶，和天然 橡胶所组成的集合。
17. 根据权利要求14所述的充气气囊的阀口组件，其特征在于，所述0形环实质上是由 与所述阀口部件相似的物质做成的，所述0形环的所述物质的密度比所述阀口部件的所述 物质的更高。
18. 根据权利要求14所述的充气气囊的阀口组件，其特征在于，所述0形环提供了一个 咬接机，所述咬接机适于累阀在填充所述充气装置时禪合。
19. 根据权利要求14所述的充气气囊的阀口组件，其特征在于，所述阀口组件的凸缘 采用一种粘合技术被附着于所述充气物体之上，所述粘合技术选自粘合剂粘合，热粘合，元 件或拉杆粘合，共粘合所组成的集合。
20. 根据权利要求14所述的充气气囊的阀口组件，其特征在于所述阀口部件采用注射 模塑法制作。
【文档编号】F16K15/20GK204226760SQ201490000016
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2013年2月22日
【发明者】小弗兰克·J·蓝迪 申请人:Nsi国际股份有限公司